非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)在1980年由梅奧診所Ludwig提出,是指無過量飲酒史條件下,除外明確的肝損傷因素,脂肪佔肝臟重量5%以上的一組慢性疾病。NAFLD疾病譜囊括了單純性肝脂肪沉積、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、肝纖維化乃至肝硬化。據估計,全球24%的成年人患有NAFLD。NAFLD在中國的患病率高達29.2%,隨著肥胖人群的增多,NAFLD低齡化也是我國一大問題。雖然NAFLD沒有特異的臨床表現,但有促進肝癌的作用,患者合併心血管疾病、腎衰竭、高血壓的風險也明顯上升[1]。
肝臟是糖脂代謝的中樞,在三餐及間歇維持穩定的血糖水平。
NAFLD發生過程中,四條脂代謝通路起了重要作用:
(1)脂肪酸在肝臟的攝取增加;
(2)從頭脂肪合成增加;
(3)脂肪酸的氧化減少;
(4)肝內極低密度脂蛋白分泌障礙。
NAFLD涉及多個病理生理的改變。傳統的觀點認為,「二次打擊」即胰島素抵抗帶來的第一次打擊和氧化應激、內質網應激等帶來的第二次打擊,在NAFLD病理過程中起著重要的作用。而近年來的研究表明,NAFLD的發生發展除了上述因素外,還與果糖攝入增加、免疫細胞功能改變、腸道菌群失調、脂肪因子表達和分泌異常、肝細胞內重要信號通路的改變、肝細胞內表觀遺傳學的改變等多個機制密切相關。
而本文則就核受體在NAFLD中的調控作用作一簡述。
核受體屬於轉錄因子家族,其與DNA特定結構域結合,調控下遊靶基因表達,以調節細胞生長分化、代謝功能等。人體中核受體家族的48個成員可以分為3個亞家族:類固醇激素受體、甲狀腺素/視黃醇受體、孤兒核受體。一些核受體參與了代謝性疾病發生發展的過程,被稱為「代謝性核受體」。
1 過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)家族
PPAR家族有3個成員,在不同組織中調節多種代謝酶的合成速率,涉及糖、脂、膽汁酸代謝,脂肪細胞分化,血漿載脂蛋白調節等方面。PPARα是脂肪酸氧化的重要調節因子,無論是全身敲除還是肝臟特異性敲除,都能在正常飲食的小鼠中引起自發的脂肪肝和高脂血症[2]。PPARα還通過與NF-κB和AP-1結合,抑制肝臟炎症反應[3]。PPARα的活性變化響應於機體營養狀態及其配體脂肪酸的水平等[4]。PPARα激動劑貝特類藥物作為調節血脂,預防動脈粥樣硬化的藥物,已在臨床使用了35年。PPARγ和PPARδ則在骨骼肌、脂肪等組織中調節能量的利用和胰島素敏感性。高胰島素血症正是通過PPARγ依賴性途徑加速了NAFLD的發展。PPARγ激動劑噻唑烷二酮作為胰島素增敏劑,在糖尿病患者中使用。PPARδ激動劑能在不影響體質量的前提下,可改善NASH的病理表現[5]。
雙重PPARα/δ受體激動劑elafibranor(GFT505)在Ⅱ期臨床試驗[6]中,改善了NASH患者的糖脂代謝,減輕了肝臟炎症反應,也沒有加劇纖維化,具有良好的耐受性。針對NASH患者的Ⅲ期臨床試驗(NCT02704403)正在進行中。雙重PPARα/γ激動劑Saroglitazar在NASH患者的Ⅱ期臨床試驗(NCT03061721)預計2020年4月完成,中期報告不僅顯示出NASH組織病變的消退,也降低了患者血清ALT水平,提示肝功能的改善。印度製藥公司Zydus Cadila已提交了該藥物的上市申請。
2 法尼酯X受體(FXR)
FXR廣泛表達於不同組織器官中,在維持膽汁酸和膽固醇穩態,調節脂肪酸氧化和肝糖原合成方面有重要作用。FXR在高血糖時高表達;在胰島素水平上升時,FXR表達水平下降。在肝臟糖代謝方面,FXR整合了PKA和FOXA2的信號[7]。FXR通過SHP負向調控肝臟甘油三酯的合成,也抑制膽汁酸的生物合成;FXR同時下調ChREBP以抑制肝臟脂肪酸的從頭合成[8-9]。
FXR激動劑奧貝膽酸在小鼠中減輕了肝細胞損傷和氧化應激,同時降低了肝臟低密度脂蛋白受體表達,降低了血清低密度脂蛋白膽固醇水平[10]。由於奧貝膽酸(商品名為Ocaliva)能夠降低ALP水平,抗膽汁淤積和纖維化,所以首先被批准為原發性膽管炎治療用藥。在對於NASH的Ⅲ期臨床試驗(NCT02548351)[11]中,奧貝膽酸改善了肝功能,減輕了組織病理,但具有一些副作用:瘙癢,低密度脂蛋白增加。鑑於瘙癢可以通過對症治療,血脂紊亂可以通過合併使用他汀類藥物解決,美國食品藥品監督管理局已經批准奧貝膽酸成為首個NASH的治療藥物。
3 肝臟X受體(LXR)
LXR主要在消化道表達,作用於ABC轉運蛋白和載脂蛋白,以調控膽固醇的逆向轉運。LXR缺陷的小鼠,膽固醇逆向轉運受損,更易發生動脈粥樣硬化[12]。LXR能夠響應於葡萄糖濃度變化,激活SREBP-1c和ChREBP以增強肝臟脂肪酸合成[13]。與此同時,LXR也能調節膜磷脂的動態組成,間接調節肝臟內質網應激和相關肝臟炎症[14]。
4 孕烷X受體(PXR)
表達於肝臟和腸道的PXR,調控了FOXA2、CD36、PPARγ等轉錄因子[15]。高脂飲食誘導的肥胖小鼠和遺傳性肥胖的ob/ob小鼠模型中,PXR敲除可以逆轉二者的脂肪型肝炎,提示了靶向PXR對於NASH的治療作用[16]。除外減輕脂肪肝,提升胰島素敏感性,PXR還作用於TGFβ1和IL-6,具有抗纖維化的活性[17]。
5 糖皮質激素受體(GR)
長期使用糖皮質激素,或是腎上腺分泌過多糖皮質激素造成的內源性庫欣症候群,都會導致高血糖和肝脂肪變性。糖皮質激素受體GRα和GRβ協同作用,不僅影響了肝臟中大量晝夜節律基因的同步化表達[18],還直接作用於PPARα、FGF21、GSK3β等下遊代謝相關基因[19]。GR對於代謝的作用,需要通過LXRβ介導,但LXRβ不涉及GR在抗炎方面的作用。這提示了選擇性GR激動劑有機會在不對代謝產生負面影響的情況下,為消退肝臟炎症起到作用[20]。
6 REV-ERB和ROR家族
在肝臟中,REV-ERBα/β和RORα/β/γ的表達水平隨晝夜節律而振蕩。白天,REV-ERBα/β與RORE結合,在嚙齒類動物模型中抑制脂肪生成,而RORs與RORE在夜間結合[21]。REV-ERBα和REV-ERBβ在肝臟中協同作用,招募HDAC3和NCoR,調節SREBPs的活性以維持脂質穩態,影響細胞色素P4507A1的表達水平以維持膽汁酸代謝平衡[22]。RORα調節肝臟巨噬細胞極化,而巨噬細胞是炎症應答中的關鍵細胞,對肝纖維化有雙向調節作用。RORα激活AMPK,抑制LXRα以減輕肝臟的脂肪變性[23]。RORα的激動劑也可以通過降低脂質過氧化和細胞炎性因子的水平,從而預防小鼠中NASH的發生。
7 性激素受體
NAFLD的患病率因年齡和性別而異。絕經前婦女比同齡男子患NAFLD的概率低。相同的BMI水平(27±3)下,絕境後婦女(60.2%)的NAFLD患病率顯著高於絕經前婦女(42.9%),提示了雌激素對肝臟的脂肪變性具有保護作用[24]。雄激素受體(AR)和雌激素受體(ER)在男女的肝臟中均有表達。排除了肥胖和胰島素抵抗的影響,性激素仍能獨立地通過AKT、ACC、FOXO1、SREBP1和FGF21等一系列下遊靶基因,調節脂質和糖類的代謝。在小鼠模型中證實,ERα在兩性中均對NAFLD有改善作用,而雄激素僅能降低雄性的肝脂肪變性[25]。雌激素替代療法被推薦用於絕經婦女,以預防NAFLD的心血管併發症。由於雄激素對於肝纖維化和肝癌進展可能的促進作用,暫未有靶向雄激素及其受體的肝臟代謝類藥物[26]。
8 小結與展望
NAFLD發病率升高迅速,但迄今缺乏有效藥物,原因之一是現有的臨床試驗大多基於肝組織學分級分期,而忽略了脂肪性肝病的個體差異和遺傳背景等病因。靶向核受體在內的新型分子靶向藥物,例如PPARα/γ激動劑Saroglitazar、FXR激動劑奧貝膽酸等,已展現出良好的治療效果。
另一方面,選擇性雌激素受體激動劑,也有望成為改善絕經後女性代謝紊亂的靶向藥物。但對核受體在NAFLD中的調控作用,仍需要深入研究。例如:除了已知報導的核受體外,其他核受體家族成員,是否參與肝臟甘油三酯代謝和NAFLD的發生?
鑑於核受體表達和作用的廣泛性,如何篩選和鑑定出特異性靶向脂代謝作用的核受體激動劑或抑制劑?這些問題的進一步研究和闡釋,將不僅為揭示NAFLD發生發展的病理生理機制奠定基礎,更將為開發新型NAFLD幹預和治療藥物提供新的線索和理論依據。